如图所示,有一柔软链条全长为L=1.0m,质量均匀分布,总质量为M=2.0kg.整条链条均匀带电,总带电量Q=1.0×1

1个回答

  • (1)设桌面下的链条长为x,链条质量分布均匀,所以在桌面下的链条的质量为

    xM

    L ,则有:

    xM

    L g=μ

    L-x

    L (Mg+QE),解得x=0.5 m;

    (2)链条下滑0.5 m后就会自动下滑,此时速度正好为零时所需初动能最小,根据动能定理有:

    1

    2 Mg ×

    L

    4 -W f=0-E k0

    由于f和N成正比,N和链条下滑的长度成正比,所以f是均匀变化的.

    可以根据平均摩擦力来求W f

    W f=

    f 1 + f 2

    2 •

    L

    2

    f 1是最初瞬间的摩擦力,即f MAX,所以f 1=20N

    f 2是下滑0.5m时的摩擦力,由第二问得知,其大小等于半根链条的重力,f 2=10N

    解得:E k0=W f-

    MgL

    8 =

    f 1 + f 2

    8 ×

    L

    2 -

    MgL

    8 =7.5-2.5J=5J.

    答:(1)当桌面下的链条0.5m时,桌面下的链条所受到的重力恰好等于链条受到的滑动摩擦力;

    (2)从桌面上滑下全部链条所需的最小初动能为5J.